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在专业人士看来,杨振宁的科学成就比霍金至少高一个层次。这当然没有任何不敬的意思,只是做一个客观分析,反映一个业内共识。都夸霍金成就大为何他拿不到诺贝尔奖? 答案在这2018年3月14日,英国物理学家、当代科学界的传奇人物斯蒂芬·霍金去世,享年76岁。作为科学工作者,我在这里不打算重复那些经常被传来传去的老生常谈或者以讹传讹,而是希望向公众尽量清楚准确地介绍一下霍金的实际成就。
第一个问题,也是最基础的问题霍金在科学上的成果有多大?基本的回答是:霍金是一位卓越的科学家。你如果说他是一位伟大的科学家,我也不会反对。不过,经常有媒体把他称为爱因斯坦之后最伟大的科学家、当世最伟大的科学家之类,这就说过头了。曾经有人问我:“为什么科学界公认霍金是爱因斯坦之后最伟大的科学家?”我的内心是崩溃的,不禁要反问他:“谁跟你说这是科学界公认的?科学界完全没有这样认为,好不好!”实际上,从一个明显的指标就可以看出来:霍金连诺贝尔奖都没有得,怎么可能是当世最伟大的科学家呢?这就引出第二个问题,也是一个经常被问起的问题:霍金为什么没有得诺贝尔奖?回答其实很简单:因为他的成果没有达到诺贝尔奖的级别。并不是因为诺贝尔奖委员会有偏见或者搞什么政治,而是因为单纯科学上的原因。由此引出第三个问题:霍金最重要的科研成果是什么?
对于这个问题的回答,就必不可免要讲一些科学术语了。正如霍金在《时间简史》里提到的,每一个公式都会吓跑一半的读者。不过,如果你真的想知道这个问题的答案,我希望你耐心地看下面的解释,我相信你肯定可以从中了解一个基本的图景。霍金的研究领域主要是宇宙学,这是一门科学,而不是哲学。是的,研究宇宙现在不是哲学家的事,而是科学家的事。人们不再是通过像“两小儿辩日”这样的哲学辩论去思考“宇宙是有限的还是无限的”这种问题了,而是通过观测和理论,去实证地、定量地研究宇宙。宇宙学里用到的理论,首先是爱因斯坦提出的广义相对论,霍金应用广义相对论做出了许多贡献。后来人们发现,跟广义相对论并列的另外一个基础物理学理论“量子力学”也需要用到,在这方面霍金也有很多贡献,而且更加重要。
霍金的科学成果很多,如果一定要在其中挑一个最突出的,那应该就是“霍金辐射”了。霍金辐射说的是个什么事呢?在日常生活中,大家都经常用生态黑洞、财务黑洞这样的说法,可见黑洞这个概念是多么深入人心了。作为一个现代科学术语,黑洞真是创造了一个传播学上的奇迹。但是,霍金却提出:黑洞并不是只进不出的,黑洞不是绝对的黑!他的道理是这样的:传统上对黑洞的研究,都只考虑了广义相对论。但当你加上量子力学的时候,你就会发现,在空间的任何地方,都有许多的粒子和反粒子的对在瞬间产生,又瞬间湮灭。看似真空的东西,其实是暗流汹涌,无数粒子反粒子方生方灭,流动不息。在黑洞的边界上,也是如此。好,也许现在黑洞把边界上一个瞬间产生的粒子吸进去了。与此同时,原本应该跟那个粒子湮灭的反粒子现在就不会湮灭了,它作为一个持续存在的真实的粒子出现在了世界上。从外界观察者的视角看来,就相当于黑洞发射出了一个反粒子!按照这个理论,黑洞确实会发出物质。这种效应,就叫做霍金辐射。黑洞并不是必然会长大的,也可能越变越小,最后消失。这对人们的思想观念,确实是个很大的震撼!你肯定会问第四个问题了:为什么霍金辐射没有得诺贝尔奖?
回答是:这只是个理论预测,还没有被实验验证。诺贝尔奖的评选非常慎重,一定要选那些经过验证、得到公认的成果。这就是为什么屠呦呦要在发现青蒿素几十年后才得奖,因为要等到青蒿素大规模使用、成为世界首选的抗疟疾特效药之后。即使这么慎重,还不时有发错的,诺贝尔奖委员会也是压力山大。
实际上,不要说霍金辐射这样的对黑洞理论的修正了,就连黑洞本身的存在,还没有直接的实验证据呢!当然,绝大多数科学家都相信黑洞的存在,因为间接的证据已经很多了。这种情况就像引力波,在2015年首次直接探测到引力波以前,大多数科学家早就相信了引力波的存在,因为间接的证据已经很充分了。
即使霍金辐射得到了实验验证,霍金得到了诺贝尔奖,我们还是可以指出:霍金的成果主要是在已有的框架内改进,这固然很好,但比起那些提出新的框架的,还是要低至少一个层次。
哪些人提出了新的框架?例如牛顿,提出牛顿力学。麦克斯韦,提出电磁理论。爱因斯坦,提出狭义和广义相对论。普朗克、海森堡、薛定谔、狄拉克,提出量子力学。杨振宁,提出规范场论。是的,在专业人士看来,杨振宁的科学成就比霍金至少高一个层次。这当然没有任何不敬的意思,只是做一个客观分析,反映一个业内共识。
由此引出第五个问题:既然霍金的科学成就并不像很多媒体说的那么伟大,那么他为什么这么出名?回答是:霍金的崇高名望,一方面固然来自他对科学的卓越贡献,但更多的还是来自其他三个因素。第一个因素,是他的这个专业领域,宇宙学。虽然大多数人都缺乏宇宙学的专业知识,但几乎所有人都天然地对宇宙学感兴趣,人人都喜欢评论几句。在这方面,只能说有些学科是“自带流量”的,而有些学科就没有这么幸运。例如我的专业,理论与计算化学,大多数人都没听说过这么个学科,公众即使想问问题,也不知道该问什么。
第二个因素,是霍金传奇的病情和身残志坚的精神。霍金得的病,叫做“肌肉萎缩性侧索硬化症”,常被称为“渐冻人症”。2014年流行的活动“冰桶挑战”,初始目的就是提起大家对于渐冻人症的注意。许多人在第一次见到霍金的时候,虽然早有思想准备,还是被他残疾的程度震惊得说不出话来。霍金的中国学生、《时间简史》的中文翻译者吴忠超就是如此,而霍金对此已经习以为常。在身体如此极端的禁锢之下,霍金的心灵却是如此的自由,一直关心着整个宇宙的基本问题,这是多么感人的英雄形象!《哈姆雷特》里有一句台词:“即使把我关在一个果壳里,我也会把自己当作一个拥有着无限空间的君王。”这种精神,在霍金身上正得到了充分的体现。事实上,霍金在《时间简史》之后,还写了一部科普著作,就叫做《果壳中的宇宙》。
第三个因素最有意思,是霍金的科普工作。如果说在科研方面,霍金的成就只是卓越,还有许多人在他之上的话,那么在科普方面,他的成就就属于神级了。《时间简史》在全世界的销量以千万计,创造了科普史上的神话。这对全世界的科普作家来说,也是一个巨大的鼓舞。那些所谓霍金的不靠谱言论,一大半是媒体胡编乱造的,霍金从来没有说过。这些造谣媒体实在是太卑劣了,这种愚蠢的炒作只能反映这些人知识水平和道德水平的低下。还有一些确实是霍金说的,即使不见得完全正确,至少也是严肃的发言。有些人不赞同这些发言,这很正常,但认为跟自己意见不一致的就是神棍或者傀儡,这也脑补得太厉害。对于霍金或者对于任何的著名科学家,都应该既不要神化,也不要丑化,客观冷静地看待就是了。他说的观点,如果你觉得有道理,就参考一下。如果你觉得没道理,不听就是了,何必要脑补一通阴谋论呢?毕竟,一个伟大人物之所以成为伟大人物,不是因为他做错了什么,而是因为他做对了什么。
毫无疑问,霍金已经成为了当代的一位伟大人物。刘慈欣有一部短篇小说,叫做《朝闻道》,里面就出现了霍金。这部小说说的是,人类建好了一座环绕整个地球的超级加速器,叫做“爱因斯坦赤道”。正要启动这台加速器的时候,一个外星人突然出现来阻止我们。外星人告诉地球人,这部加速器能量太大,可能会导致真空衰变,毁灭整个宇宙,他的任务就是监视全宇宙的智慧生命,排除这种危险。
“东西南北”本来都是表示方位的词语,为何后来“东西”又被当作物品的意思呢?有一则小故事说“东西”代指物品,与宋朝大学问家朱熹有关。有一天朱熹在路上碰到精通五行学说的好友盛温和提着篮子,于是问道:“你去干什么啊?”盛温和答:“去街门买东西。”朱熹愣在当场,原来当时还没有“东西”一词。他不解地问:“买‘东西’?这是什么意思?为何不买‘南北’?”
盛温和笑着说:“真不明白?你这位大学问家真是聪明一世糊涂一时啊。你把五行和五方对照一下就明白了。”朱熹低头思考了一会,豁然开朗。原来在五行之中,“东”即“木”,“西”为“金”,“南”属“火”,“北”乃“水”,盛温和说买“东西”,是指买金木一类的东西;“南北”指水火,是不能装在篮子里的。从那以后,“东西”一词代指物品,就流传至今。
当然,这只是一个传说。“东西”一词的确是在古代就有了。东汉时朝,洛阳和长安是两座繁华的商业城市,洛阳被称为“东京”,长安被称为“西京”。民间有人到东京、西京购货,就称“买东”、“买西”。久而久之,“东西”便成了货物的代名词,于是买“东西”一词就流传开来。顾颉刚先生写过一篇考证文章《纣恶七十事的发生次第》。他发现殷纣王共有70条罪状,都是各朝各代陆续加上去的。这些罪状越写越夸张。就像司马迁说纣王修建了鹿台,刘向就补充说:鹿台高达一千尺!晋朝的皇甫谧一使劲,鹿台又变成了高一千丈!
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